فصلنامه سیستم های انرژی پایدار

فصلنامه سیستم های انرژی پایدار

تحلیل و شبیه‌سازی الگوی مصرف انرژی ساختمان‌های دانشگاهی با هدف بهینه‌سازی و صرفه‌جویی هزینه‌ها (مورد مطالعه: دانشکدگان مدیریت دانشگاه تهران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکدۀ مدیریت صنعتی و فناوری، دانشکدگان مدیریت، دانشگاه تهران
2 دانشکده مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای، دانشگاه تهران
10.22059/ses.2026.420898.1284
چکیده
افزایش مصرف انرژی در ساختمان‌های آموزشی، ضرورت بهره‌گیری از منابع تجدیدپذیر و ارزیابی اقتصادی گزینه‌های تأمین انرژی را افزایش داده است. در این پژوهش، امکان‌سنجی فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی استفاده از سامانه فتوولتائیک متصل به شبکه همراه با باتری و مبدل در دانشکدگان مدیریت دانشگاه تهران با استفاده از نرم‌افزار HOMER Pro version 3.18.3 (Pro Edition) و داده‌های واقعی مصرف برق در بازه بهمن ۱۴۰۲ الی دی ۱۴۰۳ بررسی شد.

نتایج نشان داد که مصرف سالانه برق مجموعه برابر با ۲۴۰۲۳۴۳ کیلووات‌ساعت بوده و بیشترین مصرف در ماه‌های گرم سال رخ می‌دهد. در شرایط اقتصادی فعلی، پیکربندی مبتنی بر شبکه با هزینه خالص فعلی (NPC) برابر با ۵۶۶۳۵۳ دلار و هزینه تراز‌شده انرژی (LCOE) برابر با ۰۱۹۲/۰ دلار بر کیلووات‌ساعت، اقتصادی‌ترین گزینه است. افزودن سامانه فتوولتائیک و باتری موجب افزایش NPC به ۱۲۴۳۵۳۸ دلار شد که عمدتاً ناشی از هزینه سرمایه‌گذاری تجهیزات و پایین بودن تعرفه برق شبکه است. در پیکربندی بهینه، انرژی خریداری‌شده از شبکه برابر با ۲۴۰۲۳۴۳ کیلووات‌ساعت در سال و سهم انرژی تجدیدپذیر صفر بود. در سناریوی ترکیبی شبکه، فتوولتائیک و باتری، انتشار سالانه CO₂ برابر با ۱۵۱۸۲۸۰ کیلوگرم برآورد شد.

تحلیل حساسیت نشان داد که افزایش تعرفه برق و کاهش هزینه تجهیزات فتوولتائیک، برتری اقتصادی شبکه را تغییر نمی‌دهد. سامانه فتوولتائیک در شرایط فعلی توجیه‌پذیری مالی کافی ندارد، اما تغییر شرایط تعرفه‌ای و کاهش هزینه تجهیزات می‌تواند زمینه بهبود اقتصادی و توسعه آن را در آینده فراهم کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Analysis and Simulation of Energy Consumption Patterns in University Buildings for Cost Optimization and Energy Savings (Case Study: Faculty of Management, University of Tehran)

نویسندگان English

Elaheh Ghodrati 1
Mohammad Hossein Jahangir 2
1 Department of Industrial Management and Technology, Faculty of Management, University of Tehran
2 School of Energy Engineering and Sustainable Resources, College of Interdisciplinary Science and Technology, University of Tehran
چکیده English

Rising energy consumption in educational buildings has underscored the necessity of utilizing renewable resources and conducting economic evaluations of energy supply options. This study assessed the technical, economic, and environmental feasibility of implementing a grid-connected photovoltaic (PV) system—integrated with batteries and inverters—at the University of Tehran’s Faculty of Management. The analysis utilized HOMER Pro software (version 3.18.3, Pro Edition) and actual electricity consumption data spanning from January 2024 to January 2025.

The results indicated an annual electricity consumption of 2,402,343 kWh for the complex, with peak usage occurring during the warmer months. Under current economic conditions, a grid-only configuration proved to be the most economical option, with a Net Present Cost (NPC) of $566,353 and a Levelized Cost of Energy (LCOE) of $0.192/kWh. Integrating a PV system and battery storage raised the NPC to $1,243,538, primarily due to equipment investment costs and low grid electricity tariffs. In the optimal configuration, grid-purchased energy amounted to 2,402,343 kWh annually, with a renewable energy share of zero. For the hybrid scenario—combining the grid, PV, and battery storage—annual CO₂ emissions were estimated at 1,518,280 kg.

Sensitivity analysis revealed that increases in electricity tariffs or reductions in PV equipment costs would not alter the grid's economic superiority. While the PV system lacks sufficient financial viability under current conditions, changes in tariff structures and reduced equipment costs could pave the way for its future economic viability and development.

کلیدواژه‌ها English

Energy Consumption
Energy Management
HOMER Pro
Photovoltaic System
Renewable Energy

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 آبان 1405